Устройство для строительства восстающей скважины

 

Изобретение относится к горному делу и м.б. использовано для строительства наклонно-восстающих скважин различного назначения в сложных гидрологических условиях . Цель - повышение надежности работы в рыхлых породах напорного водоносного пласта путем применения обратной циркуляции промывочной жидкости , Устройство содержит буровой наконечник (долото) 1, переводник (П) 2 долота с обратным клапаном (К) 3. фильтровую 4 и обсадную 5 колонны, последовательно соединенные с П 2, напорные трубы (Т) 6 с

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

IlO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

1б

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 - (21) 4741122/03 (22) 02.08.89 (46) 07.12.91. Бюл. М 45 (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт по осушению месторождений полезных ископаемых, специальным горным работам, рудничной геологии .и маркшейдерскому делу (72) M.Н.Климентов (53) 623.053(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР N. 1234597, кл. Е 21 В 43/10, 1985, Авторское свидетельство СССР . %1320421, кл. Е 21 D 3/00, 1985, „„5U „„1б9б709А1 (51)5 Е 21 0 3/00 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СТРОИТЕЛЬСТВА

ВОССТАЮЩЕЙ СКВАЖИНЫ (57) Изобретение относится к горному делу и м.б, использовано для строительства наклонно-восстающих скважин различного назначения в сложных гидрологических условиях. Цель — повышение надежности работы в рыхлых породах напорного водоносного пласта путем применения обратной циркуляции промывочной жидкости. Устройство содержит буровой наконечник (долото) 1, переводник (П) 2 долота с обратным клапаном (К) 3, фильтровую 4 и обсадную 5 колонны, последовательно соединенные с,П 2, напорные трубы (T) 6 с

1696709

40 пакером 7, размещенные в колоннах 4 и 5, Внутренняя полость 14 П 2 над КЗ сообщена с внутренней полостью Т 6 йосредством каналов 11, выполненных в П 2, и патрубков 12. С возможностью ограниченного осевого перемещения и фиксирования в Т

6 размещена втулка 8 с седлом 9 под шаровой К 10. В нижнем положении втулка

8 перекрывает нижние концы патрубков

12. Эти патрубки м.б, выполнены в виде перфорированной втулки с днищем и крышкой, установленной с осевым зазором относительно П 2. Зазор и втулка заполИзобретение относится к горному делу и может быть использовано для строительства наклонно-восстающих скважин различного назначения в сложных гидрологическихусловиях.

Цель изобретения — гавышение надежности работы в рыхлых породах HBllopHol водоносного пласта путем применения обратной циркуляции промывочной жидкости.

На фиг,1, 2 и 3 показан продольный разрез устройства в различных фазах работы; на фиг.4, 5 и 6 — то же; вариант выполнения; на фиг.7 — разрез А-А на фиг.1; на фиг,8 и 9 — узел! на фиг,2 в различных фазах работы.

Устройство для строительства восстающей скважины включает буровой наконечник (долото) 1, переводник 2 с обратным клапаном 3, фильтровую 4 и обсадную 5 колонны, последовательно соединенные с переводн лком 2. напорные трубы 6 с пакером 7, размещенные в колоннах 4 и 5 и соединенные с переводником 2, подвижную втулку 8 с седлом 9 для шарового пустотелого клапана 10. Переводник 2 бурового наконечника 1 выполнен с обводными каналами

11, соединенными с патрубками 12 и сообщающими гидравлически внутреннюю полость 13 напорных 6 труб с внутренней полостью 14 перевоцника 2 над обратным клапаном 3, Патрубки 12 жестко крепятся к обводным каналам, например, с помощью сварки и к напорным трубам 6, в стенках которых выполнены отверстия 15. Отверстия 15 и нижние концы патрубков 12 закрыты подвижной втулкой 8, закрепленной внутри напорных труб 6 в ее нижнем положении фиксирующим элементом, выполненным, например, в виде срезного штифта 16. В верхнем положении втулка 8 фиксируется пружинными элементами 17 (фиг.8 и 9). нены фильтрующим материалом, До вскрытия водоносного пласта скважину бурят с прямой циркуляцией промывочной жидкости, а после — с обратной, Для перехода к обратной циркуляции в Т 6 вводят К 10, который потоком жидкости поднимается до седла 9, и втулка 8 перемещается и фиксируется в верхнем положении, освобождая вход жидкости в патрубки 12, Фильтрационный материал ограничивает вынос разрушенной породы и предотвращает обрушение стенок скважины. 1 з.п, ф-лы, 9 ил, Верхняя часть напорных труб 6 соединена с нижней частью переводника 2 с помощью резьбы, а ниже патрубков 12 трубы

6 соединены между собой муфтой 18, которая имеет внизу левую резьбу.

Нижняя часть напорных труб 6 под пакером 7 снабжена переходником 19 для соединения со вспомогательными трубами (не показаны), Переходник 19 имеет. конусообразный козырек 20 для направления вспомогательных труб и пустотелого клапана 10, Верхняя часть переводника 2 в полости

14 со стороны бурового наконечника 1 армирована твердым сплавом 21, например релитом, сормайтом, для разрушения и размельчения крупных или вязких частиц горной породы перед входом в обводные каналы 11, Аналогичные элементы сплава 21 могут быть размещены и во внутренней полости бурового наконечника 1.

Для снижения выноса породы патрубки

12 могут быть выполнены (фиг.3) в виде перфорированных втулки 22 с крышкой 23 и днищем 24. Между переводником 2 с обводными каналами 11 и крышкой 23 имеется зазор, заполненный фильтрующим материалом 25. Дополнительный переходник 26 с помощью резьбы соединен соответственно с фильтровой колонной 4 и напорными трубами 6, При этом верхняя часть напорных труб 6 соединена с дополнительным переходником 26 правой резьбой, а нижняя часть — левой резьбой, Фильтрующим материалом 25 может быть, например, гравийно-песчаная смесь с проволочными сетчатыми (нержавеющими) кольцеобразными элементами 27, установленными со стороны обводных каналов 11.

Устройство для строительства восстающей скважины работает следующим образом.

1696709 помощью буровой установки (не показана) 50 и производят бурение скважины до проектной глубины, Затем через обсадную колонну 5 вводят вспомогательные трубы (не

Устройство собирают и вводят в востающую скважину (фиг.1). При,этом втулка 8 зафиксирована в напорных трубах 6 с помощью срезных штифтов 16, перекрывая отверстия 15. До вскрытия водоносного пласта производят бурение с прямой циркуляцией промывочной жидкости, В этом случае легче производить наращивание труб из-за отсутствия циркуляции подземной воды через устройство, так как обратный клапан 3 и подвижная втулка 8 перекрывают соответствующие каналы.

Перед входом в рыхлые водоносные породы подготавливают переход на бурение с обратной циркуляцией промывочной жидкости, Для этого в. напорные трубы 6 вводят шаровой пустотелый клапан 10 и под давлением промывочной жидкости доводят его до седла 9, срезают штифты 16 и перемещают подвижную втулку 8 в верхнее положение, где она фиксируется пружинными элементами 17 (фиг,9).

В случае осложнений в скважине, вызванных обрушением рыхлых пород, устройство могут собирать без подвижной втулки 8, а бурение начинать сразу с обратной промывкой, В этом случае циркуляция промывочной жидкости осуществляется по схеме: буровой насос — напорная система шлангов — боковой отвод на приспособлении герметизации устья (не показаны) — кольцевой зазор между стенкой скважины и колонн обсадных 5 и фильтровых 4 труб— забой скважины — элементы бурового наконечника 1 и его промывочное отверстие— внутренняя полость 14 переводника 2 над обратным клапаном 3, который перекрывает центральную часть устройства — обводные каналы 11 — патрубки 12 или через фильтрующий материал 25 (фиг.5) и перфорационные отверстия — отверстия 15 — внутренняя полость 13 напорных труб 6 ; внутренняя полость обсадной колонны 5— вращатель бурового станка — сальник-вертлюг — отводной шланг-отстойник, зумпф в горной выработке (не показаны), Одновременно с обратной циркуляцией колонне обсадных 5 и фильтровых 4 труб передают крутящие и подающие усилия с

10 л5

45 показаны), соединяют их с пеоеходником

19 и вращением вправо отсоединяют по левой резьбе нижнюю часть напорных труб 6 и извлекают их вместе с покером 1 (фиг.3), Верхняя часть напорных труб 6, патрубки 12, переводник 2, GypoRoA наконечник 1 остаются в скважине. Начинают эксплуатацию скважины., при которой забор подземных вод происходит и через фильтровую колонну, и через забой скважины по обводным каналам.

При эксплуатации в плывунных пластах в скважине кроме указанных элементов остаются дополнительный переходник 26, а также фильтрующий материал 25 (фиг.6), Формула изобретения

1. Устройство для строигельства восстающей скважины, включающее долото, переводник долота с обратным клапаном, фильтровую колонну, соединенную с переводником, обсадную колонну и втулку с седлом под шаровой клапан, установленную с возможностью ограниченного осевого перемещения и фиксирования, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности работы в рыхлых породах напорного водоносного пласта путем применения обратной циркуляции промывочной жидкости, оно снабжено напорными трубами,. размещенными в фильтровой и обсадной колоннах, и пакером, установленным в кольцевом пространстве между напорными трубами и обсадной колонной, при этом обсадная колонна соеди нена с нижним концом фильтровой колонны, внутренняя полость переводника над обратным клапаном сообщена с внутренней полосгью напорных труб посредством каналов, выполненных в переводнике, и патрубков, а втулка размещена в напорных трубах с возможностью перекрытия нижних концов патрубков в нижнем положении.

2: Устройство по п.1. о т л и ч а ю щ е ес я тем, что патрубки выполнены в виде перфорированной втулки с днищем и крышкой, установленной с осевым зазором относительно переводника. при этом зазор и втулка заполнены ьильтрующим материалом, 1696709

Л

17

5

22

М

1696709

1696709

1696709

Фиг.,9

Составитель Л. Черепенкина

Редактор Г. Наджа ря н Техред М.Мо ргентал Корректор Н, Король

Заказ 4288 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г . Ужгород, ул.Гагарина, 101